Polkadot’s JAM Chain: an Overview of the New Blockchain Scalability Solution

TheNewsCrypto · 2024-07-12T18:13:03.000Z

Polkadot, a blockchain network focused on interoperability, has released the Join-Accumulate Machine (JAM) Chain. This upgrade is a new solution for scalability and performance. Polkadot is always pushing the limits of what’s possible. What is the JAM Chain? The Join-Accumulate Machine (JAM) will replace Polkadot’s relay chain with a more robust and efficient one. JAM Chain has two main functions: Join and Accumulate. These are on-chain. Two other processes, Collect and Refine, are off-chain. The reason for JAM as a single upgrade is to simplify and optimize the blockchain. Unlike iterative updates that can introduce many small changes over time, a single upgrade allows for a more controlled and efficient transition. Less disruption and complexity. JAM Technical Details JAM is a Rollup Chain, focused on rollups and aggregating computation outputs from multiple sources into a shared state. A domain specific chain on top of Polkadot’s existing infrastructure. A key feature of JAM is permissionless code execution. Anyone can deploy and run code on the JAM Chain without needing to ask anyone for permission. The JAM Chain state is divided into encapsulations called services which include code, balance and some state components. This is similar to a smart contract chain so creating new services is permissionless. Another important point is that JAM has no traditional transactions. Instead it uses a two stage processing model where inputs go through a Refine stage before being added to the chain state through the Accumulate function. Extrinsic information types like Guarantees, Assurances, Judgments, Preimages and Tickets are critical to JAM Chain’s security and functionality. JAM Core Functions The JAM Chain has three main functions: Refine, Accumulate and OnTransfer. The Refine, Accumulate and OnTransfer functions of the JAM Chain. Ref: https://wiki.polkadot.network/docs/learn-jam-chain The first function is called Refine. It performs stateless computation and transforms input data into work reports. A work package can contain multiple work items that are processed to produce refined outputs. The second function is Accumulate and this function adds the outputs from Refine to the chain state. It is stateful and can read and write to the chain’s storage, manage funds and modify state. The third function is OnTransfer, and this function allows services to communicate asynchronously and send and process messages and tokens. JAM Chain’s security model is a two stage processing model where work items are refined into work results and then accumulated into the service’s state. So the outputs are what the transformations intended. Scalability and Performance One of the main goals of the JAM Chain is to scale and perform. JAM uses multi-core computation and parallel processing to handle multiple chains and programs at once. This increases the network’s throughput and efficiency. JAM also has smart contracts and zero-knowledge rollups (ZK-rollups) built in. This adds more functionality and scalability so you can have more complex and secure applications. The pipeline processing of blocks also optimizes performance by using the full block time for calculations. The SAFROLE algorithm, a SNARK-based block production mechanism, increases anonymity and minimizes forking. This makes block production more secure and efficient. With 852 MB/s of distributed availability, JAM outperforms other blockchain networks. In comparison, Solana with the Firedancer client is 125 MB/s, and Ethereum is 1.3 MB/s with Danksharding. JAM can handle up to 341 cores aggregated and process 500-5,000 EVM gas/µs and 4,000 reads per second per core. JAM vs Polkadot Relay Chain JAM is more flexible and abstract than the Polkadot relay chain. Its service model allows for many applications and optimisations, so you can use underlying components as needed. JAM’s fixed parameters allow for targeted optimisations of the network topology and timing, whereas the relay chain is highly upgradable which can make optimisations hard. This design philosophy prioritizes simplicity and efficiency over continuous upgrades. Developer Incentives and Support To support JAM the Web3 Foundation has launched a $65 million prize pool. This incentive is to encourage developers to build multiple implementations of the JAM protocol and increase the overall functionality and security of the network. JAM Implementer’s Prize participants must meet certain milestones such as importing and producing blocks, performance standards and security audits. This will encourage innovation and a decentralized network that can do many computational tasks. The JAM Toaster is a robust testing environment that plays a big part in this. It simulates a full JAM network with over 1,000 nodes so you can do large scale testing and performance testing. This infrastructure allows you to optimize your implementation and have a smooth running final network. Future and Industry Response The JAM Chain has big implications for existing parachains and new applications. JAM provides a more flexible and scalable infrastructure for blockchain. From EthPrague where industry leaders like Vitalik Buterin and Gavin Wood talked about the future of blockchain, we see that JAM is key to moving the space forward. They mentioned that JAM will drive innovation and scalability of the blockchain. JAM’s ability to plug into existing parachains and support new applications puts Polkadot at the forefront of blockchain. Multi-core processing, smart contracts, ZK-rollups and a transactionless environment is a big step forward for blockchain. Conclusion The JAM Chain is a big step forward for blockchain scalability and performance. A more flexible and efficient system solves many of the problems of the relay chain and opens up new possibilities for blockchain development. For devs and stakeholders, it’s a chance to get in on the bleeding edge of a technology that will change the face of blockchain networks. Watch this space as JAM rolls out.

Polkadot, ein Blockchain-Netzwerk mit Schwerpunkt auf Interoperabilität, hat die Join-Accumulate Machine (JAM) Chain veröffentlicht. Dieses Upgrade ist eine neue Lösung für Skalierbarkeit und Leistung. Polkadot überschreitet immer die Grenzen des Möglichen.
Was ist die JAM-Kette?
Die Join-Accumulate Machine (JAM) wird die Relay-Chain von Polkadot durch eine robustere und effizientere ersetzen. JAM Chain hat zwei Hauptfunktionen: Join und Accumulate. Diese sind On-Chain. Zwei weitere Prozesse, Collect und Refine, sind Off-Chain.
Der Grund für JAM als einzelnes Upgrade besteht darin, die Blockchain zu vereinfachen und zu optimieren. Im Gegensatz zu iterativen Updates, die im Laufe der Zeit viele kleine Änderungen einführen können, ermöglicht ein einzelnes Upgrade einen kontrollierteren und effizienteren Übergang. Weniger Störungen und Komplexität.
JAM Technische Details
JAM ist eine Rollup-Kette, die sich auf Rollups und die Aggregation von Rechenergebnissen aus mehreren Quellen in einem gemeinsamen Zustand konzentriert. Eine domänenspezifische Kette auf der Basis der bestehenden Infrastruktur von Polkadot.
Ein Hauptmerkmal von JAM ist die erlaubnisfreie Codeausführung. Jeder kann Code auf der JAM-Kette bereitstellen und ausführen, ohne jemanden um Erlaubnis fragen zu müssen. Der JAM-Kettenstatus ist in Kapselungen unterteilt, die als Dienste bezeichnet werden und Code, Guthaben und einige Statuskomponenten enthalten. Dies ähnelt einer Smart-Contract-Kette, sodass das Erstellen neuer Dienste erlaubnisfrei ist.
Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass JAM keine traditionellen Transaktionen hat. Stattdessen verwendet es ein zweistufiges Verarbeitungsmodell, bei dem Eingaben eine Verfeinerungsphase durchlaufen, bevor sie durch die Akkumulationsfunktion dem Kettenstatus hinzugefügt werden. Extrinsische Informationstypen wie Garantien, Zusicherungen, Urteile, Urbilder und Tickets sind für die Sicherheit und Funktionalität von JAM Chain von entscheidender Bedeutung.
JAM Kernfunktionen
Die JAM-Kette hat drei Hauptfunktionen: Verfeinern, Akkumulieren und OnTransfer.
Die Funktionen Refine, Accumulate und OnTransfer der JAM Chain. Siehe: https://wiki.polkadot.network/docs/learn-jam-chain
Die erste Funktion heißt Refine. Sie führt zustandslose Berechnungen durch und wandelt Eingabedaten in Arbeitsberichte um. Ein Arbeitspaket kann mehrere Arbeitselemente enthalten, die verarbeitet werden, um verfeinerte Ausgaben zu erzeugen.
Die zweite Funktion ist „Accumulate“ und diese Funktion fügt die Ausgaben von „Refine“ zum Kettenstatus hinzu. Sie ist zustandsbehaftet und kann im Speicher der Kette lesen und schreiben, Guthaben verwalten und den Status ändern. Die dritte Funktion ist „OnTransfer“ und diese Funktion ermöglicht es Diensten, asynchron zu kommunizieren und Nachrichten und Token zu senden und zu verarbeiten.
Das Sicherheitsmodell von JAM Chain ist ein zweistufiges Verarbeitungsmodell, bei dem Arbeitselemente zu Arbeitsergebnissen verfeinert und dann im Status des Dienstes gesammelt werden. Die Ergebnisse sind also das, was die Transformationen beabsichtigt haben.
Skalierbarkeit und Leistung
Eines der Hauptziele der JAM-Kette ist Skalierbarkeit und Leistung. JAM verwendet Multi-Core-Berechnungen und Parallelverarbeitung, um mehrere Ketten und Programme gleichzeitig zu verarbeiten. Dies erhöht den Durchsatz und die Effizienz des Netzwerks.
JAM hat auch Smart Contracts und Zero-Knowledge-Rollups (ZK-Rollups) integriert. Dies bietet mehr Funktionalität und Skalierbarkeit, sodass Sie komplexere und sicherere Anwendungen haben können. Die Pipeline-Verarbeitung von Blöcken optimiert auch die Leistung, indem die gesamte Blockzeit für Berechnungen genutzt wird.
Der SAFROLE-Algorithmus, ein SNARK-basierter Blockproduktionsmechanismus, erhöht die Anonymität und minimiert Forking. Dies macht die Blockproduktion sicherer und effizienter.
Mit 852 MB/s verteilter Verfügbarkeit übertrifft JAM andere Blockchain-Netzwerke. Im Vergleich dazu erreicht Solana mit dem Firedancer-Client 125 MB/s und Ethereum mit Danksharding 1,3 MB/s. JAM kann bis zu 341 Kerne aggregiert verarbeiten und 500-5.000 EVM-Gas/µs und 4.000 Lesevorgänge pro Sekunde pro Kern verarbeiten.
JAM vs. Polkadot-Relay-Kette
JAM ist flexibler und abstrakter als die Polkadot-Relay-Chain. Sein Servicemodell ermöglicht viele Anwendungen und Optimierungen, sodass Sie die zugrunde liegenden Komponenten nach Bedarf verwenden können.
Die festen Parameter von JAM ermöglichen gezielte Optimierungen der Netzwerktopologie und des Timings, während die Relay-Kette hochgradig aktualisierbar ist, was Optimierungen erschweren kann. Diese Designphilosophie priorisiert Einfachheit und Effizienz gegenüber kontinuierlichen Upgrades.
Anreize und Support für Entwickler
Zur Unterstützung von JAM hat die Web3 Foundation einen Preispool von 65 Millionen US-Dollar ins Leben gerufen. Dieser Anreiz soll Entwickler dazu ermutigen, mehrere Implementierungen des JAM-Protokolls zu erstellen und die allgemeine Funktionalität und Sicherheit des Netzwerks zu verbessern.
Teilnehmer des JAM Implementer’s Prize müssen bestimmte Meilensteine ​​erreichen, wie etwa das Importieren und Produzieren von Blöcken, Leistungsstandards und Sicherheitsprüfungen. Dies fördert Innovation und ein dezentrales Netzwerk, das viele Rechenaufgaben übernehmen kann.
Der JAM Toaster ist eine robuste Testumgebung, die dabei eine große Rolle spielt. Er simuliert ein vollständiges JAM-Netzwerk mit über 1.000 Knoten, sodass Sie Tests im großen Maßstab und Leistungstests durchführen können. Diese Infrastruktur ermöglicht es Ihnen, Ihre Implementierung zu optimieren und ein reibungslos funktionierendes Endnetzwerk zu erhalten.
Zukunft und Reaktion der Industrie
Die JAM Chain hat große Auswirkungen auf bestehende Parachains und neue Anwendungen. JAM bietet eine flexiblere und skalierbarere Infrastruktur für Blockchain.
Auf EthPrague, wo Branchenführer wie Vitalik Buterin und Gavin Wood über die Zukunft der Blockchain sprachen, sehen wir, dass JAM der Schlüssel zur Weiterentwicklung des Bereichs ist. Sie erwähnten, dass JAM Innovation und Skalierbarkeit der Blockchain vorantreiben wird.
Die Fähigkeit von JAM, sich in bestehende Parachains einzuklinken und neue Anwendungen zu unterstützen, macht Polkadot zum Vorreiter der Blockchain. Multi-Core-Verarbeitung, Smart Contracts, ZK-Rollups und eine transaktionslose Umgebung sind ein großer Fortschritt für die Blockchain.
Abschluss
Die JAM Chain ist ein großer Fortschritt für die Skalierbarkeit und Leistung der Blockchain. Ein flexibleres und effizienteres System löst viele der Probleme der Relay Chain und eröffnet neue Möglichkeiten für die Blockchain-Entwicklung.
Für Entwickler und Stakeholder ist es eine Chance, an der Spitze einer Technologie mitzuwirken, die das Gesicht von Blockchain-Netzwerken verändern wird. Behalten Sie diesen Bereich im Auge, während JAM eingeführt wird.

Polkadots JAM Chain: Ein Überblick über die neue Blockchain-Skalierbarkeitslösung

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